HVORDAN FORMERER BAKTERIER SIG? ASEKSUEL OG SEKSUEL REPRODUKTION - BIOLOGI - 2025

Bakterier gengiver hovedsageligt ved aseksuelle veje, såsom binær fission, som er en proces, hvormed en celle opdeles i to identiske mindre celler. Imidlertid udviser disse mikroorganismer også en type seksuel reproduktion gennem en proces kaldet "konjugation".

Med hensyn til aseksuel reproduktion er binær fission dominerende, men der er rapporter om "usædvanlige" eller "alternative" opdelingsmønstre i denne gruppe enhedscellulære organismer, såsom spiring, multiple opdeling og dannelse af "intracellulære" afkom. for at nævne et par stykker.

Skematisk en prokaryon-celle (Kilde: Dette vektorbillede er fuldstændigt lavet af Ali Zifan via Wikimedia Commons)

Før man går i dybden med de forskellige reproduktionsmekanismer i bakterier, er det relevant at huske nøgleinformation for at forstå nogle aspekter af disse biologiske processer.

Generelle egenskaber ved bakterier

Bakterier er prokaryote organismer, dvs. deres genetiske materiale er ikke indesluttet i den membranstruktur, der er kendt som "kernen", der findes i eukaryoter.

Det er en ekstremt succesrig og mangfoldig gruppe bestående af hovedsageligt encellede organismer, selvom nogle kan danne kolonier og filamenter. De findes i stort set alle økosystemer over biosfæren og er yderst vigtige for mange biologiske processer, der er forbundet med flercellede levende ting.

Bakterieceller er små celler (højst et par mikrometer i diameter) især sammenlignet med eukaryote celler. Dets cytosol er betydeligt "enklere" end for et dyre- eller plantecelle, for eksempel, da der ikke er nogen membranøs organelle.

Inde i det er der et stort antal ribosomer, opbevaringsgranuler af forskellige stoffer, proteiner af forskellige typer og et stort, cirkulært og superopviklet kromosom såvel som små ekstra-kromosomale DNA-molekyler kendt som "plasmider".

Celleovertrækket af bakterier er ganske specielt, da det består af en kompleks polymer kaldet "peptidoglycan", som består af aminosukkere forbundet med polypeptider. Egenskaberne ved væggen og plasmamembranen af ​​disse organismer anvendes til deres klassificering.

Nogle bakterier er også dækket af en "kapsel", der omgiver deres cellevæg, og som har beskyttende funktioner. Andre bakterier er mobile og har specialiserede strukturer, der stikker frem fra deres overflade, såsom cilia og flagella.

Da ikke alle bakterier kan dyrkes in vitro på et laboratorium, afhænger de oplysninger, som det videnskabelige samfund forvalter om deres metabolisme, reproduktion, morfologi og generelle karakteristika, i vid udstrækning af dataene, der er opnået fra undersøgelser udført med modellearter.

Asexual reproduktion af bakterier

Asexual reproduktion består af dannelsen af ​​kloner fra et individ, der fungerer som en "mor". I modsætning til seksuel reproduktion kræver denne proces kun en celle, der duplikerer dens indre komponenter og opdeles i to lige store datterceller.

- Binær fission

Også kendt som "bipartition", binær fission er den vigtigste form for reproduktion for de fleste bakterier i naturen. I denne proces gør den opdelende celle det på en sådan måde, at den producerer to mindre celler, der er genetisk identiske, og den oprindelige celle "forsvinder."

En opdelende celle skal nødvendigvis have gennemgået en tidligere "forberedende" proces, hvorigennem den fordoblet sit indre indhold (kromosom, proteiner, ribosomer osv.) Og øget sit cytosoliske indhold til lige under det dobbelte.

Binær fission (Kilde: Binary_fission.svg: Tegnet af w: Bruger: JWSchmidt (w: Image: Binary fission.png); vektoriseret af w: Bruger: JTojnarderivativt arbejde: Ortisa via Wikimedia Commons)

De to kopier af bakteriekromosomet udskilles mod begge poler i den delende celle, såvel som noget af det indre materiale, der er duplikeret. Herefter dannes et "septum" på et specifikt sted i cellen kaldet "opdelingssted".

Septumet består af en "centripetal" invagination af den cytoplasmatiske membran, der går foran syntesen af ​​en ny cellevæg og adskillelsen af ​​de to datterceller.

- "Usædvanlig" aseksuel gengivelse

Den aseksuelle reproduktionsproces er ikke den samme i alle grupper af bakterier. Som nævnt i begyndelsen er nogle arter kendetegnet ved spirende, andre ved multipel opdeling, af dannelse af intracellulært afkom osv.

Dannelse af multiple intracellulære afkom

Mange linjer af bakterier, der hører til gruppen af ​​grampositive bakterier med lavt GC-indhold (Firmicutes), reproduceres aseksuelt gennem en proces, der indebærer, at flere endosporer (også sovende) eller en stor antal aktive efterkommere.

I mange linjer er dannelsen af ​​dette "multiple intracellulære afkom" det vigtigste middel til reproduktion, så binær fission kan forekomme sjældent eller slet ikke.

knopskydning

Knoppende bakterier er observeret i cyanobakterier, firmicutes og planctomycetes såvel som i nogle proteobakterier.

De skematiske repræsentationer af denne proces (lidt studeret og kendt blandt bakterier) illustrerer, hvordan bakterier, der reproducerer useksuelt på denne måde, kaster en "fraktion" eller "åge" af deres cellekrop, en brøkdel, der er betydeligt mindre end "moder" -cellen der stammer fra dem, og som sandsynligvis ikke indeholder alle de cytosoliske komponenter i sidstnævnte.

Baeocytproduktion i nogle cyanobakterier

Nogle cyanobakterier, såsom dem af slægten Stanieria, gengiver aldrig ved binær fission; i stedet deler de ved en proces, der begynder med en lille celle, der er kendt som en baeocyt.

Baeocytten øges gradvist i størrelse, og når den gør det, gentages det kromosomale DNA mange på hinanden følgende gange. Når baeocytten går ind i den cytoplasmatiske delingsfase producerer den et stort antal nye små baeocytter, som frigøres ved at bryde den ydre dækning af "mor" -baeocytten.

Denne proces er også kendt i andre arter som fragmentering.

"Seksuel" reproduktion af bakterier

Som vi kender den, består seksuel reproduktion af fusionen af ​​to specialiserede sexceller kaldet "gameter", hvorigennem to individer udveksler genetisk information og producerer afkom med gener, der er resultatet af kombinationen af ​​begge.

Selv om hverken gameter eller specialiserede sexceller produceres i bakterier, udveksler undertiden to forskellige celler genetisk materiale med hinanden, hvilket kan forekomme gennem tre forskellige processer:

- Transformationen

- Transduktion

- Konjugationen

Selvom det ikke involverer produktion af nye celler eller forskellige celler, er transformation en begivenhed, hvorved en bakterie kan erhverve DNA-fragmenter fra en anden bakterie, der har frigivet dem i det miljø, de lever i, eller som er død og desintegreret.

Transduktion har på den anden side at gøre med kombinationen af ​​bakterielt DNA (fra forskellige bakterier) takket være deltagelse af fag, der er vira, der angriber bakterier.

Endelig handler konjugering, som ikke er kendetegnet ved produktion af nye individer, om den direkte overførsel af genetisk materiale fra en celle til en anden gennem en specialiseret struktur kendt som "seksuel pili".

Bakteriel konjugering (Kilde: derivatarbejde: Franciscosp2 (tale) Bakteriel_Konjugation_en.png: Mike Jones via Wikimedia Commons)

Denne sidste proces kræver fysisk kontakt mellem to celler, og ifølge undersøgelserne udført i modellen organisme E. coli er der "mandlige" donorceller og "kvindelige" receptorceller.

Generelt er det, der doneres og modtages, plasmid-DNA-molekyler, der indeholder nyttig genetisk information.

Referencer

1. Angert, ER (2005). Alternativer til binær fission i bakterier. Nature Reviews Microbiology, 3 (3), 214.
2. Helmstetter, CE (1969). Sekvens af bakteriel reproduktion. Årlig gennemgang af mikrobiologi, 23 (1), 223-238.
3. Lutkenhaus, J., & Addinall, SG (1997). Bakteriel celledeling og Z-ringen. Årlig gennemgang af biokemi, 66 (1), 93-116.
4. Prescott, H., & Harley, JP Klein 2002. Microbiology.
5. Scheffers, DJ (2001). Bakteriel reproduktion og vækst. Els.
6. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (9. udg.). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.